WO2011074324A1 - インクジェットプリンタ - Google Patents
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- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
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- B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
- B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor
- B41J2/17503—Ink cartridges
- B41J2/17506—Refilling of the cartridge
- B41J2/17509—Whilst mounted in the printer
Definitions
- the present invention relates to an inkjet printer.
- an ink jet printer forms a desired image on a recording medium by ejecting ink supplied from an ink tank to the ink jet head onto the recording medium from a nozzle of the ink jet head.
- Ink is supplied from the ink tank to the inkjet head via a tube.
- the ink is supplied using a pump, and when the image is not formed, the pump is stopped and the ink jet head and the tube are kept filled with ink.
- Ink used in an ink jet printer has components corresponding to the type of recording medium on which an image is formed and other conditions.
- the ink contains a solvent and a pigment or dye.
- the number of recording media has been diversified, and in addition to recording media having a white image forming surface such as paper, there is an increasing number of cases where images are formed on recording media having colors other than white or transparent. Opportunities to use are increasing.
- the white ink preferably contains a pigment having a large particle diameter in order to improve the shielding property.
- a pigment having a large particle diameter for example, titanium oxide is used as the pigment.
- the specific gravity of titanium oxide is several times the specific gravity of pigments used in conventional color inks.
- a stirrer is provided in the ink tank to stir the ink in the ink tank before supplying the white ink.
- an object of the present invention is to provide an ink jet printer that can maintain a constant ink concentration while maintaining shielding properties and other ink characteristics.
- an ink jet printer includes an ink jet head that ejects ink onto a recording medium, a sub tank that supplies ink to the ink jet head, and a main tank that holds ink supplied to the sub tank.
- Ink supply means for sending ink from the main tank to the sub tank and ink recovery means for sending ink from the sub tank to the main tank are provided.
- the ink jet printer according to claim 1 having such a configuration can keep the ink density constant by driving the ink supply means and the ink recovery means and circulating the ink.
- the ink jet printer according to claim 2 is the ink jet printer according to claim 1, further comprising a mechanism for agitating the ink held in the main tank.
- the ink jet printer according to the first or second aspect, further comprising an ink pressure adjusting means for adjusting an ink pressure acting on the ink in the sub tank to a predetermined value. It is a feature.
- An ink jet printer is the ink jet printer according to the third aspect, further comprising an ink pressure sensor for detecting the ink pressure, and driving the ink pressure adjusting means on the basis of the measurement result of the ink pressure sensor. Is adjusted to a predetermined value.
- the ink jet printer according to claim 5 is the ink jet printer according to claim 3, further comprising an air pressure sensor for detecting an air pressure in the sub tank, and driving ink pressure adjusting means based on a measurement result of the air pressure sensor. The pressure is adjusted to a predetermined value.
- the ink pressure adjusting means is driven based on the measurement result of the air pressure sensor and the measured value or estimated value of the ink amount in the sub tank.
- the ink pressure is adjusted to a predetermined value.
- An ink jet printer is the ink jet printer according to any one of the third to sixth aspects, wherein the sub tank is mounted on a carriage that reciprocates in a direction that intersects the conveyance direction of the recording medium. It is characterized by that.
- An ink jet printer is the ink jet printer according to any one of the first to seventh aspects, wherein the ink supply means and the ink recovery means are provided when a predetermined time has elapsed without image formation. It has a control means for driving and circulating the ink existing in the main tank, the sub tank, the ink supply means, and the ink recovery means at a predetermined timing.
- the ink jet printer according to claim 9 is an ink jet printer according to any one of claims 1 to 8, wherein the ink in the ink jet head is discharged when a predetermined time has elapsed without image formation. It has a control means for performing the discharging step at a predetermined timing.
- an ink jet printer capable of maintaining a constant ink density while maintaining shielding properties and other ink characteristics.
- 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an inkjet printer according to a first embodiment.
- 1 is a block diagram illustrating a configuration of an inkjet printer according to a first embodiment.
- 3 is a flowchart showing a flow of image formation and ink processing. It is a flowchart which shows the flow of an ink circulation process. It is a figure which shows schematic structure of the inkjet printer which concerns on 2nd Embodiment. It is a block diagram which shows the structure of the inkjet printer which concerns on 2nd Embodiment. It is a figure which shows schematic structure of the inkjet printer which concerns on 3rd Embodiment. It is a block diagram which shows the structure of the inkjet printer which concerns on 3rd Embodiment.
- FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an inkjet printer 100 according to the first embodiment.
- FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the inkjet printer 100 according to the first embodiment.
- the ink jet printer 100 includes an ink jet head 110, a sub tank 141, a third tube 144 connecting the ink jet head 110 and the sub tank 141, a main tank 131, and a first pump.
- Ink supply means including 136, ink recovery means including the second pump 137, and a stirring motor 133 and a stirrer 134 as a stirring device are provided.
- the first tube 138 has one end accommodated in the sub tank 141 and the other end accommodated in the main tank 131.
- the second tube 139 has one end accommodated in the sub tank 141 and the other end accommodated in the main tank 131.
- the third tube 144 has one end connected to the sub tank 141 and the other end connected to the inkjet head 110.
- the 1st tube 138, the 2nd tube 139, and the 3rd tube 144 can use the arbitrary tubes corresponding to the specification of an inkjet printer.
- the ink supply means includes a first pump 136 and a first tube 138.
- the first tube 138 includes a first pump 136 on the way.
- the first pump 136 is operated by the first pump drive circuit 181, and the operation is controlled by the control circuit 171.
- the ink 132 in the first tube 138 is transferred from the main tank 131 side to the sub tank 141 side.
- the ink supply means preferably includes a replaceable filter (not shown) in the middle of the first tube 138.
- the ink collecting means includes a second pump 137 and a second tube 139.
- the second tube 139 includes a second pump 137 on the way.
- the second pump 137 is operated by the second pump drive circuit 182, and the operation is controlled by the control circuit 171.
- the control circuit 171 When the second pump 137 is driven, the ink in the second tube 139 is transferred from the sub tank 141 side to the main tank 131 side.
- the first tube 138 and the second tube 139 constitute an ink circulation path via the sub tank 141 and the main tank 131.
- the first tube 138 and the third tube 144 constitute an ink supply path from the main tank 131 to the inkjet head 110 via the sub tank 141.
- the inkjet head 110 forms an image on the recording medium 124 by ejecting ink from the nozzles onto the recording medium 124.
- the recording medium 124 is conveyed by a recording medium conveying unit 178 including conveying rollers 122 and 123.
- the inkjet head 110 is arranged so that the nozzle surface faces the platen 121, and ink is ejected onto the recording medium 124 conveyed on the platen 121.
- examples of the recording medium 124 include paper, cloth, and resin sheet, and the image forming surface may be transparent, black, white, or any other desired one.
- the inkjet head 110 is moved by the carriage scanning unit 179 along the direction perpendicular to the conveyance direction of the recording medium 124 above the platen 121, that is, the depth direction of the drawing sheet of FIG.
- the image data is input from the host computer 173 via the input unit 172, stored in a RAM (Random Access Memory) 174, and read out by the control circuit 171 at the time of image formation.
- Examples of the input unit 172 include a power switch, a keyboard, a mouse, and an interface circuit with an external device.
- the control circuit 171 operates the recording medium conveyance unit 178 and the carriage scanning unit 179 according to the image data to control the conveyance of the recording medium 124 and the scanning of the inkjet head 110, respectively, and from a predetermined nozzle of the inkjet head 110 to a predetermined level. Ink is ejected at the timing to form an image on the recording medium 124.
- the control circuit 171 performs conveyance control of the recording medium 124, scanning control of the inkjet head 110, and control of the ink ejection pattern according to a program stored in advance in a ROM (Read Only Memory) 175.
- ROM Read Only Memory
- a home position is provided at one end of the inkjet head 110 in the scanning direction. At the home position, ink can be ejected or sucked while the nozzle surface is airtightly covered with the cap, thereby adjusting the state of ink in the nozzle and cleaning the nozzle surface.
- the cap is moved from the retracted position to the position covering the nozzle surface of the inkjet head 110 by the cap lifting and lowering means 176 when the inkjet head 110 is stationary at the home position.
- the operation of the cap lifting / lowering means 176 is controlled by the control circuit 171.
- a cap suction means 177 is connected to the cap, and sucks ink in the nozzle surface and the nozzle in a state of being airtightly covered.
- the cap suction means 177 is, for example, a pump, and the control circuit 171 controls its operation.
- the sub tank 141 accommodates the ink 142 supplied to the inkjet head 110 inside.
- the sub tank 141 can be made of any material as long as it has durability corresponding to the type of ink to be stored and the external environment. Further, depending on the capacity and the structure of the ink jet printer 100, it may be composed of a plurality of containers.
- the sub tank 141 includes a detection unit 143 that detects the amount of ink inside in a plurality of stages.
- the detector 143 any detector that does not affect the composition of the ink 142 in the sub tank 141 can be used.
- a detector that detects the amount of ink optically, electrically, or magnetically is used. be able to.
- a detection result by the detection unit 143 is output to the control circuit 171.
- the detection unit 143 can detect the amount of ink in the sub tank 141 in a plurality of stages, specifically, in five stages of 100%, 75%, 50%, 25%, or 0% of the capacity.
- the detection unit 143 is preferably used for detecting the upper limit value of the ink amount.
- the lower limit value of the ink amount is detected by calculating the ink discharge amount from the inkjet head 110 and the ink recovery amount by the second pump 137 by the control circuit 171 and calculating the ink discharge amount from the ink amount upper limit value in the sub tank 141.
- the estimated amount of ink in the sub-tank 141 obtained by reducing the ink recovery amount can be substituted.
- the main tank 131 contains the ink 132 supplied to the sub tank 141 inside.
- the main tank 131 can be made of any material as long as it has durability corresponding to the type of ink to be stored and the external environment. Further, depending on the capacity and the structure of the ink jet printer 100, it may be composed of a plurality of containers.
- a stirrer 134 for stirring the ink 132 is disposed in the main tank 131.
- the stirrer 134 is driven to rotate by a stirring motor 133 disposed outside the main tank 131.
- the stirring motor 133 is operated by a motor drive circuit 135, and the operation is controlled by a control circuit 171.
- the stirring device includes a stirring motor 133, a stirring bar 134, and a motor drive circuit 135.
- the stirrer is not an essential component in the present embodiment, and the presence or absence of the stirrer can be selected according to the ink characteristics.
- the control circuit 171 drives the first pump 136 to supply ink from the main tank 131 to the sub tank 141.
- the estimated ink amount in the sub tank 141 may be used.
- the second pump 137 In supplying ink to the sub tank 141, the second pump 137 may be continuously driven. However, from the viewpoint of increasing the amount supplied to the sub tank 141 from the recovered amount, the second pump 137 may be stopped. preferable.
- the control circuit 171 stops the first pump 136 and stops the flow of ink in the first tube 138.
- the ink supply to the sub tank 141 will be described more specifically.
- the control of the ink amount in the sub tank 141 is performed by the control circuit 171.
- the lower limit value and the upper limit value of the ink capacity are stored in the ROM 175 in advance, and the control circuit 171 detects the ink amount of the sub tank 141 by the detection unit 143, and compares the detected ink amount with the stored lower limit value or upper limit value. .
- the above-described estimated ink amount in the sub tank 141 can be used.
- the operation of the first pump 136 is controlled to control the ink supply into the sub tank 141. That is, when the control circuit 171 detects that the ink amount in the sub tank 141 falls below the lower limit value stored, for example, 25% of the sub tank capacity, by the detection unit 143 or the estimated ink amount in the sub tank 141 described above.
- the first pump drive circuit 181 is instructed to drive the first pump 136.
- ink is supplied from the main tank 131 into the sub tank 141.
- the control circuit 171 controls the first pump drive circuit 181 to control the first pump 136 until the ink amount in the sub tank 141 detected by the detecting unit 143 reaches the stored upper limit value, for example, 100% of the sub tank capacity. Drive.
- the control circuit 171 controls the first pump drive circuit 181 to control the first pump 136. Stop.
- Ink circulation is performed as described above.
- the ink circulation can be continued with both being driven.
- the ink circulation is started by collecting the ink in the sub tank 141 first.
- the sub tank 141 During the image formation, it is necessary for the sub tank 141 to always have ink.
- the ink amount is controlled to fall within the range of 25% to 100% of the sub tank capacity. More preferably, it is in the range of 75% to 100% of the sub tank capacity. If there is no ink remaining capacity in the main tank 131, it is necessary to continue image formation with only the ink in the sub tank 141 until ink is added to the main tank 131 by means (not shown).
- the lower limit value is preferably set to a large value, specifically, 75% of the sub tank capacity.
- the lower limit value of the ink amount in the sub tank 141 is set to a large value, specifically 75% of the sub tank capacity, a part of the ink 142 in the sub tank 141 stays without being replaced. This is not preferable because it may precipitate. Therefore, it is preferable that the lower limit value of the sub tank 141 can be temporarily set to a small value, specifically, 25% of the sub tank capacity only during the circulation operation.
- the second pump 137 is driven over a preset time without detecting the lower limit value of the ink amount in the sub tank 141, and the ink 142 in the sub tank 141 is discharged.
- the first pump 136 may be driven to supply ink from the main tank 131 to the sub tank 141.
- the ink can be circulated through the ink circulation path, so that the precipitation of the pigment can be prevented and the ink concentration can be kept constant.
- the ink circulation operation is controlled by the control circuit 171 based on a signal from the input unit 172 or the timer 180.
- FIG. 3 is a flowchart showing the flow of image formation and ink processing.
- step S100 the stirrer 134 is rotated before the ink is supplied to stir the ink 132 in the main tank 131, so that the density of the ink 132 is made uniform.
- step S101 the first pump 136 is driven to supply the ink 132 in the main tank 131 to the sub tank 141.
- the cap lifting / lowering means 176 is raised to cap the inkjet head 110, and the cap suction means 177 is driven to suck ink from the inkjet head 110.
- the ink 142 in the sub tank 141 is filled into the inkjet head 110 via the third tube 144.
- the control circuit 171 determines whether or not the elapsed time t1 has reached a predetermined time T1.
- the predetermined time T1 is preferably set to a time when the ink does not settle according to the ink characteristics, for example, 24 hours.
- step S107 If the elapsed time t1 reaches the predetermined time T1, that is, if YES in step S102, the ink is circulated in step S107.
- the ink circulation in step S107 will be described in detail with reference to the flowchart of FIG.
- step S200 the stirrer 134 is rotated to stir the ink 132 in the main tank 131, so that the density of the ink 132 is made uniform.
- step S201 the second pump 137 is driven to collect the ink 142 in the sub tank 141 into the main tank 131.
- the control circuit 171 stops the second pump 137.
- the estimated ink amount in the sub tank 141 can be used instead of detecting the ink amount by the detection unit 143.
- step S202 the first pump 136 is driven to supply the ink 132 in the main tank 131 to the sub tank 141.
- the detection unit 143 detects that the ink amount in the sub tank 141 has reached a preset amount, for example, 100% of the sub tank capacity, the control circuit 171 stops the first pump 136.
- step S203 the control circuit 171 determines whether the ink circulation number n has reached a predetermined number N.
- the predetermined number N is preferably set to the number of times that all the ink in the sub tank 141, the first tube 138, and the second tube 139 is replaced, for example, 10 times.
- step S203 If the ink circulation number n has not reached the predetermined number N, that is, if NO in step S203, 1 is added to the ink circulation number n in step S206, and the process returns to step S201.
- step S204 When the ink circulation number n reaches the predetermined number N, that is, when YES in step S203, in step S204, the stirrer 134 is rotated to stir the ink 132 in the main tank 131, and the density of the ink 132 is made uniform. To do.
- step S205 the ink circulation count n is returned to 0, the elapsed time t1 is returned to 0, and the ink circulation in step S107 is terminated.
- the measurement of the elapsed time t1 by the timer 180 is resumed in step S102.
- step S102 If the elapsed time t1 has not reached the predetermined time T1, that is, if NO in step S102, it is determined whether or not to perform image formation in step S103. This determination corresponds to whether or not an image formation start signal is input.
- step S103 If image formation is not started, that is, if NO in step S103, measurement of the elapsed time t1 by the timer 180 is continued in step S102.
- step S104 the control circuit 171 determines whether or not the elapsed time t2 has reached a predetermined time T2.
- the predetermined time T2 is preferably set to a time during which the ink does not settle according to the ink characteristics, for example, set to 24 hours.
- step S104 If the elapsed time t2 reaches the predetermined time T2, that is, if YES in step S104, the ink jet head 110 is moved to the home position in step S108, and ink is ejected from the nozzles using the cap lifting / lowering means 176 and the cap suction means 177. Is sucked out and discharged to the outside. In this step, it is preferable to discharge the ink in the inkjet head 110 and the third tube 144. After ink discharge in step S108, image formation is started in step S105.
- step S104 image formation is started in step S105.
- step S106 When the image formation is completed, that is, in the case of YES in step S106, after the elapsed times t1 and t2 are returned to 0 in step S109, ink stirring in step S100 and ink filling in step S101 are performed, and in step S102, a timer is set. The measurement of the elapsed time t1 by 180 is resumed.
- step S108 the inkjet head 110 and When the ink in the third tube 144 is discharged, the ink supply path from the main tank 131 to the inkjet head 110 is filled with ink whose density is maintained at a desired constant value, so that image formation with ink with non-uniform density is performed. Can be prevented.
- the ink is discharged from the inkjet head 110 and the third tube 144 without performing image formation for a predetermined time T2 or more, the ink is discharged only once before the start of image formation, and the discharge amount is small. It is possible to prevent wasteful consumption of ink.
- FIG. 5 is a diagram illustrating a schematic configuration of an inkjet printer 200 according to the second embodiment.
- FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of an inkjet printer 200 according to the second embodiment.
- an ink pressure adjusting means for adjusting the ink pressure acting on the ink 142 in the sub tank 141 to a predetermined value is provided, and an ink pressure sensor 245 for detecting the ink pressure.
- an ink pressure sensor 245 for detecting the ink pressure.
- the sub tank 141 reciprocates in the direction intersecting the recording medium conveyance direction. It can be mounted on a carriage.
- one end of the fourth tube 246 is accommodated in the sub tank 141, and the other end is accommodated in the waste ink tank 253 that is open to the atmosphere. Since the fourth tube 246 is a path for transferring air, the fourth tube 246 is arranged so that the end thereof is not blocked by the ink 142 in the sub tank 141 or the waste ink in the waste ink tank 253.
- the waste ink tank 253 can be shared with a waste ink tank prepared for other purposes, for example, a waste ink tank for collecting ink sucked by a cap.
- a waste ink tank for collecting ink sucked by a cap.
- any tube corresponding to the specification of the ink jet printer can be used.
- the ink pressure adjusting means includes a third pump 252 and a fourth tube 246.
- the fourth tube 246 includes a third pump 252 on the way.
- the third pump 252 is operated by the third pump drive circuit 283, and the operation is controlled by the control circuit 171. Both the forward rotation and the reverse rotation can be selected for driving the third pump 252.
- the air in the sub tank 141 is depressurized, that is, the air in the sub tank 141 is transferred from the sub tank 141 to the waste ink tank 253.
- the direction is the forward rotation of the third pump 252.
- the ink pressure adjusting means preferably includes a buffer tank 251 in the middle of the fourth tube 246 connecting the sub tank 141 and the third pump 252 in order to alleviate sudden air pressure fluctuation inside the sub tank 141.
- the ink pressure sensor 245 is disposed at a position where the ink pressure acting on the ink 142 in the sub tank 141 can be detected.
- the ink pressure at one point can be detected, the ink pressure at the other point is It can be determined by considering the head differential. Specifically, the ink pressure sensor 245 acts on the ink 142 even if it is disposed at a position connected to the inkjet head 110 or a position connected to the sub tank 141 in addition to the position connected to the third tube 144 as shown in FIG. The ink pressure to be detected can be detected.
- the detection result of the ink pressure sensor 245 is output to the control circuit 171.
- the control circuit 171 changes the air pressure in the sub tank 141 by rotating the third pump 252 forward or reverse, and the detection result of the ink pressure sensor 245 is Control is performed so as to coincide with a predetermined target value.
- the ink pressure Pn on the nozzle surface is preferably a weak negative pressure, specifically -3 [kPa] or more and 0 [kPa] or less.
- the vertical distance between the nozzle surface of the inkjet 110 and the detection position of the ink pressure sensor 245 is h.
- the target value of the ink pressure Pn on the nozzle surface is ⁇ 1.0 [kPa]
- h 0.1 [m]
- the ink density ⁇ 1.0 [kg / m ⁇ 3]
- the gravitational acceleration g 9.
- the target value of the detection value Ps is ⁇ 1.98 [kPa].
- the control circuit 171 rotates the third pump 252 in the normal direction to air in the sub tank 141. And the detected value Ps is controlled to coincide with the target value.
- the control circuit 171 reverses the third pump 252 to pressurize the air in the sub tank 141.
- the detection value Ps is controlled to coincide with the target value.
- ink jet printer 200 In the ink jet printer 200 according to the second embodiment, fluctuations in ink pressure that occur during ink supply and ink recovery are alleviated by the ink pressure adjusting means, and the ink pressure Pn on the nozzle surface of the ink jet head 110 is reduced appropriately. It is possible to maintain the pressure.
- the ink jet printer 200 according to the second embodiment can perform ink supply, ink recovery, and ink circulation even during image formation.
- FIG. 7 is a diagram illustrating a schematic configuration of an inkjet printer 300 according to the third embodiment.
- FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of an inkjet printer 300 according to the third embodiment.
- the inkjet printer 300 according to the third embodiment is different from the second embodiment in that an air pressure sensor 354 is provided in the middle of the fourth tube 246 connecting the sub tank 141 and the third pump 252 of the second embodiment. Different. In the third embodiment, the ink pressure sensor 245 is not shown because it is not an essential component.
- the buffer tank 251 when the buffer tank 251 is provided, the buffer tank 251 is preferably disposed in the middle of the fourth tube 246 connecting the air pressure sensor 354 and the third pump 252.
- the detection result of the air pressure sensor 354 is output to the control circuit 171.
- the control circuit 171 changes the air pressure in the sub tank 141 by rotating the third pump 252 in the normal direction or the reverse direction, and the detection result of the air pressure sensor 354 is the predetermined value. Control to match the target value.
- the ink pressure Pn on the nozzle surface is preferably a weak negative pressure, specifically -3 [kPa] or more and 0 [kPa] or less.
- the vertical distance between the nozzle surface of the inkjet head 110 and the liquid surface of the ink 142 in the sub tank 141 is defined as H.
- the control circuit 171 rotates the third pump 252 in the normal direction to remove the air in the sub tank 141. The pressure is reduced and control is performed so that the detected value Pa matches the target value Pt.
- the control circuit 171 reverses the third pump 252 to pressurize the air in the sub tank 141.
- the detection value Pa is controlled so as to coincide with the target value Pt.
- the ink pressure fluctuation caused by ink supply and ink recovery is reduced by the ink pressure adjusting means, and the ink pressure Pn on the nozzle surface of the ink jet head 110 is reduced appropriately. It is possible to maintain the pressure.
- the ink jet printer 300 according to the third embodiment can perform ink supply, ink recovery, and ink circulation even during image formation.
- the target value of the air pressure sensor 354 is also a variable. Different from form.
- the control circuit 171 grasps the liquid level position of the ink 142 in the sub tank 141 at a predetermined timing, and calculates the vertical distance between the nozzle surface of the inkjet head 110 and the liquid level of the ink 142. The calculated vertical distance is applied to the equation (2) to obtain the target value of the air pressure sensor 354.
- the control circuit 171 changes the air pressure in the sub tank 141 by rotating the third pump 252 forward or backward, and the detection result of the air pressure sensor 354 is a predetermined target value. Control to match.
- the ink pressure Pn on the nozzle surface is preferably a weak negative pressure, specifically -3 [kPa] or more and 0 [kPa] or less.
- the liquid level position of the ink 142 in the sub tank 141 can be grasped by the estimated ink amount in the sub tank 141 described in the first embodiment or the detection unit 143.
- the detection points of the detection unit 143 are limited, for example, in the case of detection of five points, the liquid level position of the ink 142 cannot be accurately grasped, so it is preferable to use the ink amount estimation value described above. .
- the vertical distance between the nozzle surface of the inkjet head 110 and the liquid surface position of the ink 142 is H [m]
- the target value of the ink pressure Pn on the nozzle surface is ⁇ 1.0 [kPa]
- the ink density ⁇ 1.0.
- control circuit 171 grasps the liquid level position of the ink 142 in the sub tank 141 at a predetermined timing.
- the vertical distance H is calculated based on the liquid surface position of the ink 142, and the target value Pt of the air pressure sensor 354 is determined by equation (3).
- control circuit 171 changes the air pressure in the sub tank 141 by rotating the third pump 252 in the normal direction or the reverse direction, and the detection result Pa of the air pressure sensor 354 is the target value Pt. Control is made to match the value Pt.
- ink jet printer In the ink jet printer according to the fourth embodiment, fluctuations in ink pressure that occur during ink supply and ink recovery are alleviated by the ink pressure adjusting means, and the ink pressure Pn on the nozzle surface of the ink jet head 110 is reduced to an appropriate weak negative pressure. Can be maintained.
- the ink jet printer according to the fourth embodiment can correct the head value fluctuation due to the change in the ink amount in the sub tank 141, the ink pressure Pn on the nozzle surface of the ink jet head 110 is compared with the third embodiment. Can be maintained at a more appropriate weak negative pressure.
- the ink jet printer according to the fourth embodiment can perform ink supply, ink recovery, and ink circulation even during image formation.
- the ink jet printer according to the present invention is useful in the case of using an ink whose ink density is likely to change when left for a long time.
- Inkjet printer 110 Inkjet head 121 Platen 122 Transport roller 123 Transport roller 124 Recording medium 131 Main tank 132 Ink 133 Stirrer motor 134 Stirrer 135 Motor drive circuit 136 First pump 137 Second pump 138 First tube 139 Second tube 141 Sub tank 142 Ink 143 Detection unit 144 Third tube 171 Control circuit 172 Input means 173 Host computer 174 RAM 175 ROM 176 Cap raising / lowering means 177 Cap suction means 178 Recording medium conveying means 179 Carriage scanning means 180 Timer 181 First pump drive circuit 182 Second pump drive circuit 200 Inkjet printer 245 Ink pressure sensor 246 Fourth tube 251 Buffer tank 252 Third pump 253 Waste ink tank 283 Third pump drive circuit 300 Inkjet printer 354 Air pressure sensor
Landscapes
- Ink Jet (AREA)
Abstract
遮蔽性その他のインク特性を維持しつつ、インクの濃度を一定に保持することのできるインクジェットプリンタを提供する。記録媒体にインクを吐出するインクジェットヘッドと、インクジェットヘッドにインクを供給するサブタンクと、サブタンクに供給するインクを保持するメインタンクと、メインタンクからサブタンクにインクを送るインク供給手段と、サブタンクからメインタンクにインクを送るインク回収手段と、を備える。
Description
本発明は、インクジェットプリンタに関する。
一般に、インクジェットプリンタは、インクタンクからインクジェットヘッドへ供給したインクを、インクジェットヘッドのノズルから記録媒体上に吐出することにより、記録媒体上に所望の画像を形成する。インクは、チューブを介して、インクタンクからインクジェットヘッドへ供給される。インクの供給はポンプを用いて行い、画像形成を行っていないときはポンプを停止して、インクジェットヘッド及びチューブ中にインクを満たした状態に保持する。
インクジェットプリンタに用いるインクは、画像が形成される記録媒体の種類その他の条件に対応した成分を備える。インクは、溶媒と顔料または染料を含有している。近年は、記録媒体が多様化しており、紙のように画像形成面が白色である記録媒体のほかに、白色以外の色や透明の記録媒体に画像形成する場合も増えつつあり、白色インクを用いる機会が増えている。
白色インクは、遮蔽性を高めるためには、粒径の大きな顔料を含有する構成とすることが好ましく、顔料としては、例えば酸化チタンが用いられる。酸化チタンの比重は、従来のカラーインクに用いる顔料の比重の数倍である。
このため、酸化チタンを顔料とする白色インクをインクタンク中に長時間放置していると、比重の大きな酸化チタンが沈殿してしまいやすい。このような状態となったインクをインクタンクからインクジェットヘッドに供給しても、顔料の濃度が不均一であるため、形成される画像の品質が低下するとともに、画像品質のばらつきが大きくなる。また、沈殿して凝集した顔料によって、インクジェットヘッドのノズルが詰まってしまうおそれがある。
これに対して、特許文献1記載の画像記録装置では、インクタンク内に攪拌装置を設けて、白色インクを供給する前にインクタンク中のインクを攪拌している。
しかしながら、特許文献1の画像記録装置では、インクタンク中のインクの攪拌を行うことはできるものの、顔料の沈殿はインクタンクのみならず、インクジェットヘッド及びチューブ内でも起き得るため、画像品質を均一かつ所望のレベルに維持することは困難である。
そこで本発明は、遮蔽性その他のインク特性を維持しつつ、インクの濃度を一定に保持することのできるインクジェットプリンタを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、請求項1に記載のインクジェットプリンタは、記録媒体にインクを吐出するインクジェットヘッドと、インクジェットヘッドにインクを供給するサブタンクと、サブタンクに供給するインクを保持するメインタンクと、メインタンクからサブタンクにインクを送るインク供給手段と、サブタンクからメインタンクにインクを送るインク回収手段と、を備えることを特徴としている。
このような構成を有する請求項1に記載のインクジェットプリンタは、インク供給手段とインク回収手段を駆動し、インクを循環させることによりインクの濃度を一定に保持することができる。
請求項2に記載のインクジェットプリンタは、請求項1に記載のインクジェットプリンタにおいて、メインタンクに保持されているインクを攪拌する機構を備えることを特徴としている。
請求項3に記載のインクジェットプリンタは、請求項1または請求項2に記載のインクジェットプリンタにおいて、サブタンク内のインクに作用するインク圧を所定の値に調整するためのインク圧力調整手段を備えることを特徴としている。
請求項4に記載のインクジェットプリンタは、請求項3に記載のインクジェットプリンタにおいて、インク圧を検出するインク圧センサを備え、インク圧センサの測定結果に基づいてインク圧力調整手段を駆動し、インク圧を所定の値に調整することを特徴としている。
請求項5に記載のインクジェットプリンタは、請求項3に記載のインクジェットプリンタにおいて、サブタンク内の空気圧を検出する空気圧センサを有し、空気圧センサの測定結果に基づいてインク圧力調整手段を駆動し、インク圧を所定の値に調整することを特徴としている。
請求項6に記載のインクジェットプリンタは、請求項5に記載のインクジェットプリンタにおいて、空気圧センサの測定結果と、サブタンク内のインク量の測定値または推定値と、に基づいてインク圧力調整手段を駆動し、インク圧を所定の値に調整することを特徴としている。
請求項7に記載のインクジェットプリンタは、請求項3から請求項6のいずれか1項に記載のインクジェットプリンタにおいて、記録媒体の搬送方向に対して交差する方向に往復移動するキャリッジにサブタンクを搭載することを特徴としている。
請求項8に記載のインクジェットプリンタは、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載のインクジェットプリンタにおいて、画像形成せずに所定時間が経過したときに、インク供給手段とインク回収手段を駆動し、メインタンクとサブタンクとインク供給手段とインク回収手段に存在するインクを循環させるステップを所定のタイミングで行う制御手段を有することを特徴としている。
請求項9に記載のインクジェットプリンタは、請求項1から請求項8のいずれか1項に記載のインクジェットプリンタにおいて、画像形成せずに所定時間が経過したときに、インクジェットヘッド内のインクを排出する排出ステップを所定のタイミングで行う制御手段を有することを特徴としている。
本発明によると、遮蔽性その他のインク特性を維持しつつ、インクの濃度を一定に保持することのできるインクジェットプリンタを提供することができる。
以下、本発明の実施形態に係るインクジェットプリンタについて図面を参照しつつ詳しく説明する。
<第1実施形態>
図1、図2を参照して第1実施形態に係るインクジェットプリンタについて説明する。図1は、第1実施形態に係るインクジェットプリンタ100の概略構成を示す図である。図2は、第1実施形態に係るインクジェットプリンタ100の構成を示すブロック図である。
図1、図2を参照して第1実施形態に係るインクジェットプリンタについて説明する。図1は、第1実施形態に係るインクジェットプリンタ100の概略構成を示す図である。図2は、第1実施形態に係るインクジェットプリンタ100の構成を示すブロック図である。
第1実施形態に係るインクジェットプリンタ100は、図1に示すように、インクジェットヘッド110と、サブタンク141と、インクジェットヘッド110とサブタンク141を接続する第3チューブ144と、メインタンク131と、第1ポンプ136を含むインク供給手段と、第2ポンプ137を含むインク回収手段と、攪拌装置としての攪拌モータ133及び攪拌子134と、を備える。
第1チューブ138は一端がサブタンク141に収容され、他端はメインタンク131に収容されている。第2チューブ139は一端がサブタンク141に収容され、他端はメインタンク131に収容されている。第3チューブ144は一端がサブタンク141に接続され、他端はインクジェットヘッド110に接続されている。なお、第1チューブ138、第2チューブ139、第3チューブ144は、インクジェットプリンタの仕様に対応した任意のチューブを使用することができる。
インク供給手段は、第1ポンプ136と第1チューブ138で構成される。第1チューブ138は、途中に第1ポンプ136を備える。第1ポンプ136は第1ポンプ駆動回路181によって動作し、その動作は制御回路171が制御する。第1ポンプ136を駆動させると、第1チューブ138内部のインク132はメインタンク131側からサブタンク141側へ移送される。なお、インク供給手段は第1チューブ138の途中に不図示の交換可能なフィルタを備えることが好ましい。
インク回収手段は、第2ポンプ137と第2チューブ139で構成される。第2チューブ139は、途中に第2ポンプ137を備える。第2ポンプ137は第2ポンプ駆動回路182によって動作し、その動作は制御回路171が制御する。第2ポンプ137を駆動させると、第2チューブ139内部のインクはサブタンク141側からメインタンク131側へ移送される。
第1チューブ138と第2チューブ139は、サブタンク141及びメインタンク131を介してインク循環経路を構成する。第1チューブ138及び第3チューブ144は、サブタンク141を介してメインタンク131からインクジェットヘッド110へのインク供給経路を構成する。
インクジェットヘッド110は、ノズルから記録媒体124上へインクを吐出して記録媒体124上に画像を形成する。記録媒体124は、搬送ローラ122、123を含む記録媒体搬送手段178によって搬送される。インクジェットヘッド110は、ノズル面がプラテン121に対向するように配置され、インクはプラテン121上に搬送された記録媒体124上に吐出される。
ここで、記録媒体124としては、例えば、紙、布、樹脂シートを挙げることができ、その画像形成面は透明、黒色、白色その他の任意のものを用いることができる。
インクジェットヘッド110は、キャリッジ走査手段179によって、プラテン121の上方において記録媒体124の搬送方向と直交する方向、すなわち図1の紙面奥行き方向、に沿って移動する。
画像データは、入力手段172を介してホストコンピュータ173から入力され、RAM(Random Access Memory)174に記憶され、画像形成時に制御回路171によって読み出される。入力手段172としては、例えば電源スイッチ、キーボード、マウス、外部機器とのインターフェイス回路などを挙げることができる。制御回路171は、画像データにしたがって、記録媒体搬送手段178及びキャリッジ走査手段179を動作させて、記録媒体124の搬送及びインクジェットヘッド110の走査をそれぞれ制御するとともに、インクジェットヘッド110の所定ノズルから所定のタイミングでインクを吐出させて記録媒体124上に画像を形成させる。
記録媒体124の搬送制御、インクジェットヘッド110の走査制御、及び、インク吐出パターンの制御は、ROM(Read Only Memory)175に予め記憶されたプログラムにしたがって、制御回路171が行う。
インクジェットヘッド110の走査方向の一端にはホームポジションが設けられている。ホームポジションでは、キャップによりノズル面を気密に覆った状態でインクを吐出または吸引させることができ、これにより、ノズル内のインクの状態の調整やノズル面の洗浄を行うことができる。
キャップは、インクジェットヘッド110がホームポジションで静止しているときに、キャップ昇降手段176によって退避位置からインクジェットヘッド110のノズル面を覆う位置に移動する。キャップ昇降手段176の動作は制御回路171が制御する。
また、キャップにはキャップ吸引手段177が接続されており、気密に覆った状態でノズル面及びノズル内のインクを吸引する。キャップ吸引手段177は、例えばポンプであって、制御回路171がその動作を制御する。
サブタンク141は、インクジェットヘッド110に供給するインク142を内部に収容する。サブタンク141は、収容するインクの種類や外部環境に対応した耐久性を備えていれば任意の材質で構成できる。また、容量やインクジェットプリンタ100の構造によっては、複数の容器で構成してもよい。
サブタンク141は、図2に示すように、内部のインク量を複数段階で検出する検出部143を備える。検出部143としては、サブタンク141内のインク142の組成に影響を与えないものであれば任意のものを用いることができ、例えば光学的または電気的または磁気的にインク量を検出するものを用いることができる。検出部143による検出結果は制御回路171へ出力される。
検出部143は、サブタンク141内のインク量を複数段階、具体的には、容量の100%、75%、50%、25%、または0%の5段階、で検出できると好ましい。しかし、検出部143の検出機能が限られている場合、具体的には1段階検出の場合、検出部143はインク量の上限値検出用として使用することが好ましい。この場合、インク量の下限値検出は、インクジェットヘッド110からのインク吐出量と、第2ポンプ137によるインク回収量とを制御回路171によって計算し、サブタンク141内のインク量上限値からインク吐出量とインク回収量とを減ずることで得られるサブタンク141内のインク量推定値、をもって代用可能である。
メインタンク131は、サブタンク141に供給するインク132を内部に収容する。メインタンク131は、収容するインクの種類や外部環境に対応した耐久性を備えていれば任意の材質で構成できる。さらに、容量やインクジェットプリンタ100の構造によっては、複数の容器で構成してもよい。
メインタンク131内にはインク132を攪拌するための攪拌子134が配されている。この攪拌子134はメインタンク131の外部に配置された攪拌モータ133によって回転駆動される。攪拌モータ133はモータ駆動回路135によって動作し、その動作は制御回路171によって制御される。攪拌装置は、攪拌モータ133、攪拌子134、及びモータ駆動回路135によって構成される。攪拌装置は本実施形態において必須の構成ではなく、インク特性に応じて、攪拌装置の有無を選択できる。
インクの循環について説明する。まず、第2ポンプ137を駆動させることによってサブタンク141内のインク142をメインタンク131に回収する。
サブタンク141内のインク142が予め設定された量まで減少したことを検出部143が検出すると、制御回路171は、第1ポンプ136を駆動させてメインタンク131からサブタンク141へインクを供給する。検出部143によるインク量検出の代わりに、前述のサブタンク141内のインク量推定値、を用いてもよい。
サブタンク141へのインク供給においては、第2ポンプ137を駆動させ続けてもよいが、サブタンク141へ供給する量を回収される量よりも多くする観点からは、第2ポンプ137を停止することが好ましい。
サブタンク141内のインク量が所定量に達したことを検出部143が検出すると、制御回路171は、第1ポンプ136を停止して第1チューブ138内のインクの流れを停止させる。
サブタンク141へのインク供給についてより具体的に説明する。サブタンク141のインク量の制御は、制御回路171でおこなう。ROM175内に予めインク容量の下限値と上限値を記憶させ、制御回路171は検出部143によってサブタンク141のインク量を検出し、検出されたインク量と記憶された下限値あるいは上限値を比較する。検出部143によるインク量検出の代わりに、前述のサブタンク141内のインク量推定値、を用いることができる。
比較の結果に基づいて第1ポンプ136の動作を制御し、サブタンク141内へのインク供給を制御する。すなわち、制御回路171は、検出部143、または前述のサブタンク141内のインク量推定値、によってサブタンク141内のインク量が記憶された下限値、例えばサブタンク容量の25%、を下回ることを検出すると、第1ポンプ駆動回路181に第1ポンプ136を駆動するように指令をする。第1ポンプ136が駆動されると、インクがメインタンク131からサブタンク141内に供給される。制御回路171は、検出部143によって検出されるサブタンク141内のインク量が記憶された上限値、例えばサブタンク容量の100%、になるまで、第1ポンプ駆動回路181を制御して第1ポンプ136を駆動させる。制御回路171は、検出部143によってサブタンク141内のインク量が記憶された上限値、例えばサブタンク容量の100%、であることを検出すると、第1ポンプ駆動回路181を制御して第1ポンプ136を停止させる。
インクの循環は以上のように行う。ここで、第1ポンプ136と第2ポンプ137のインク送液能力が同一とすると、両者を駆動させた状態でインクの循環を継続することができる。なお、この場合も、インクの循環はまずサブタンク141内のインクを回収することから開始する。
画像形成中は、サブタンク141には常にインクがあることが必要であり、例えばインク量がサブタンク容量の25%から100%の範囲内に収まるように制御する。より好ましくは、サブタンク容量の75%から100%の範囲である。メインタンク131のインク残容量がない場合、メインタンク131に不図示の手段によりインクを追加するまでの間、サブタンク141内のインクだけで画像形成させ続ける必要があるので、サブタンク141のインク量の下限値は大きい値、具体的にはサブタンク容量の75%、に設定するのが好ましい。
循環動作中は、サブタンク141のインク量の下限値が大きい値、具体的にはサブタンク容量の75%、に設定されていると、サブタンク141内のインク142の一部が入れ替わらずに滞留し、沈殿する可能性があるので好ましくない。したがって、循環動作中のみ、一時的にサブタンク141の下限値を小さい値、具体的にはサブタンク容量の25%、に設定できることが好ましい。
画像形成中以外に循環動作を行う場合は、サブタンク141内のインク量の下限値検出を行わずに、予め設定された時間をかけて第2ポンプ137を駆動し、サブタンク141内のインク142を空にしてから、第1ポンプ136を駆動し、メインタンク131からサブタンク141へインクを供給してもよい。
このような構成にすることにより、インク循環経路でインクを循環させることができるため、顔料の沈殿を防止してインクの濃度を一定に維持することが可能となる。
インクの循環動作は、入力手段172またはタイマ180からの信号に基づいて、制御回路171が制御する。
ここで、タイマ180を用いてインクの循環動作を行う場合の処理の流れについて、図3を参照して説明する。図3は、画像形成及びインク処理の流れを示すフローチャートである。
まず、ステップS100において、インク供給の前に攪拌子134を回転させてメインタンク131内のインク132を攪拌し、インク132の濃度を均一にする。
つづいて、ステップS101において、第1ポンプ136を駆動してメインタンク131内のインク132をサブタンク141に供給する。
サブタンク141にインクを充填した後は、キャップ昇降手段176を上昇させインクジェットヘッド110をキャップし、キャップ吸引手段177を駆動してインクジェットヘッド110からインクを吸引する。これにより、サブタンク141内のインク142を、第3チューブ144を介してインクジェットヘッド110に充填する。
インクジェットヘッド110にインクを充填した後は、タイマ180で経過時間t1、t2を測定する。ここでt1はインク循環を管理する変数、t2はインクジェットヘッドからのインク排出を管理する変数である。ステップS102において、制御回路171は、経過時間t1が予め定めた所定時間T1に達したか否かを判断する。所定時間T1は、インク特性に応じて、インクが沈殿しない時間を設定することが好ましく、例えば24時間に設定する。
経過時間t1が所定時間T1に達した場合、すなわちステップS102でYESの場合、ステップS107においてインクを循環させる。ここで、図4のフローチャートを参照して、ステップS107のインク循環について詳細に説明する。
ステップS107のインク循環に移行すると、ステップS200において、攪拌子134を回転させてメインタンク131内のインク132を攪拌し、インク132の濃度を均一にする。
次に、ステップS201において、第2ポンプ137を駆動させてサブタンク141内のインク142をメインタンク131へ回収する。サブタンク141内のインク量が予め設定された量、例えばサブタンク容量の25%、まで減少したことを検出部143が検出すると、制御回路171は第2ポンプ137を停止する。前述した通り、検出部143によるインク量検出のかわりに、前述のサブタンク141内のインク量推定値、を用いることができる。
次に、ステップS202において、第1ポンプ136を駆動させて、メインタンク131内のインク132をサブタンク141へ供給する。サブタンク141内のインク量が予め設定された量、例えばサブタンク容量の100%、に達したことを検出部143が検出すると、制御回路171は、第1ポンプ136を停止する。
次に、ステップS203において、制御回路171はインク循環回数nが予め定めた所定回数Nに達したか否かを判断する。所定回数Nは、サブタンク141と第1チューブ138と第2チューブ139のインクがすべて入れ替わる回数に設定することが好ましく、例えば10回に設定する。
インク循環回数nが所定回数Nに達していない場合、すなわちステップS203でNOの場合、ステップS206においてインク循環回数nに1を加え、ステップS201に戻る。
インク循環回数nが所定回数Nに達した場合、すなわちステップS203でYESの場合、ステップS204において、攪拌子134を回転させてメインタンク131内のインク132を攪拌し、インク132の濃度を均一にする。続いて、ステップS205において、インク循環回数nを0に戻し、経過時間t1を0に戻し、ステップS107のインク循環を終了する。ステップS107のインク循環を終了したら、ステップS102において、タイマ180による経過時間t1の測定を再開する。
経過時間t1が所定時間T1に達していない場合、すなわちステップS102でNOの場合、ステップS103で画像形成を行うか否かを判断する。この判断は、画像形成開始信号の入力の有無に対応する。
画像形成を開始しない場合、すなわちステップS103においてNOの場合、ステップS102において、タイマ180による経過時間t1の測定を継続する。
画像形成を開始する場合、すなわちステップS103においてYESの場合、ステップS104において、制御回路171は、経過時間t2が予め定めた所定時間T2に達したか否かを判断する。所定時間T2は、インク特性に応じて、インクが沈殿しない時間を設定することが好ましく、例えば24時間に設定する。
経過時間t2が所定時間T2に達した場合、すなわちステップS104においてYESの場合、ステップS108において、インクジェットヘッド110をホームポジションに移動して、キャップ昇降手段176及びキャップ吸引手段177を用いてノズルからインクを吸引して外部へ排出させる。この工程においては、インクジェットヘッド110及び第3チューブ144内のインクを排出することが好ましい。ステップS108におけるインク排出後は、ステップS105において画像形成を開始する。
一方、経過時間t2が所定時間T2に達しない場合、すなわちステップS104においてNOの場合、ステップS105において画像形成を開始する。
画像形成が終了した場合、すなわちステップS106においてYESの場合、ステップS109において経過時間t1、t2をそれぞれ0に戻してから、ステップS100のインク攪拌、ステップS101のインク充填を行い、ステップS102において、タイマ180による経過時間t1の測定を再開する。
このように、タイマ180を用いてインク循環を行っていない時間を測定し、経過時間t1が所定時間T1を経過した場合に、ステップS107のインク循環を行うと、サブタンク141とメインタンク131と第1チューブ138と第2チューブ139で構成されるインク循環経路内に存在するインクの顔料の沈殿を防止してインク濃度を所望の一定値に維持することができる。
さらに、タイマ180を用いてインク排出を行っていない時間を測定し、経過時間t2が所定時間T2を経過した場合は、ステップS105の画像形成を開始する前に、ステップS108において、インクジェットヘッド110及び第3チューブ144内のインクを排出すると、メインタンク131からインクジェットヘッド110までのインク供給経路は、濃度を所望の一定値に維持されたインクで満たされるため、濃度が不均一なインクによる画像形成を防ぐことができる。
このように、所定時間T2以上画像形成を行わずにインクジェットヘッド110及び第3チューブ144からインクを排出させても、インク排出は画像形成開始前の1回のみであり、その排出量が少ないためインクを無駄に消費してしまうことを防ぐことができる。
<第2実施形態>
つづいて、図5、図6を参照して、本発明の第2実施形態について説明する。図5は、第2実施形態に係るインクジェットプリンタ200の概略構成を示す図である。図6は、第2実施形態に係るインクジェットプリンタ200の構成を示すブロック図である。
つづいて、図5、図6を参照して、本発明の第2実施形態について説明する。図5は、第2実施形態に係るインクジェットプリンタ200の概略構成を示す図である。図6は、第2実施形態に係るインクジェットプリンタ200の構成を示すブロック図である。
第2実施形態に係るインクジェットプリンタ200においては、サブタンク141内のインク142に作用するインク圧を所定の値に調整するためのインク圧力調整手段が設けられ、さらにインク圧を検出するインク圧センサ245を備えている点が第1実施形態に係るインクジェットプリンタ100と異なる。その他の構成は第1実施形態と同様であって、同じ部材については同じ参照符号を使用する。
インクジェットプリンタ200では、インク圧力調整手段によりサブタンク141内のインク142に作用するインク圧を所定の値に調整することができるため、サブタンク141は記録媒体の搬送方向に対して交差する方向に往復移動するキャリッジに搭載することが可能である。
インクジェットプリンタ200では、第4チューブ246は、一端がサブタンク141内に収容され、他端は大気開放された廃インクタンク253内に収容されている。第4チューブ246は、空気を移送する経路であるため、端部がサブタンク141内のインク142や廃インクタンク253内の廃インクで塞がれないように配置する。
廃インクタンク253は、他の目的で用意された廃インクタンク、例えばキャップ吸引したインクを回収する廃インクタンク、と共通化することが可能である。なお、第4チューブ246は、インクジェットプリンタの仕様に対応した任意のチューブを使用することができる。
インク圧力調整手段は、第3ポンプ252と第4チューブ246で構成される。第4チューブ246は、途中に第3ポンプ252を備える。第3ポンプ252は第3ポンプ駆動回路283によって動作し、その動作は制御回路171が制御する。第3ポンプ252の駆動は正転、逆転の両方が選択でき、本実施形態ではサブタンク141内部の空気が減圧される方向、すなわちサブタンク141内部の空気がサブタンク141から廃インクタンク253へ移送される方向、を第3ポンプ252の正転とする。
なお、インク圧力調整手段は、サブタンク141内部の急激な空気圧変動を緩和するために、サブタンク141と第3ポンプ252を接続する第4チューブ246の途中に、バッファタンク251を備えることが好ましい。
インク圧センサ245は、サブタンク141内のインク142に作用するインク圧を検出できる位置に配置する。
インクジェットヘッド110内のインクと、第3チューブ144内のインクと、サブタンク141内のインク142は、連続する一塊の液体であるため、ある1点のインク圧を検出できれば、他点のインク圧は水頭差を考慮することにより求めることができる。具体的には、インク圧センサ245は、図5のように第3チューブ144に接続する位置のほか、インクジェットヘッド110に接続する位置、サブタンク141に接続する位置に配置してもインク142に作用するインク圧を検出することができる。
インク圧センサ245の検出結果は制御回路171へ出力される。インク圧センサ245の検出結果が所定の目標値と一致しないとき、制御回路171は、第3ポンプ252を正転または逆転させてサブタンク141内の空気圧を変動させ、インク圧センサ245の検出結果が所定の目標値と一致するように制御する。
第2実施形態におけるインク圧力調整手段の動作について、より具体的に説明する。
安定的に画像形成を行うためには、インクジェットヘッド110において、インクがノズル面でメニスカスを形成し、ノズルを満たした状態を保つようにする必要がある。ノズル面におけるインク圧Pnは弱負圧、具体的には-3[kPa]以上0[kPa]以下、であることが好ましい。
インクジェット110のノズル面と、インク圧センサ245の検出位置との鉛直方向距離をhとする。インク圧センサ245の検出値Psとノズル面におけるインク圧Pnの関係は、インク密度ρ、重力加速度gを用いて
Ps=Pn-ρgh・・・(1)
と表される。例えば、ノズル面におけるインク圧Pnの目標値が-1.0[kPa]、h=0.1[m]、インク密度ρ=1.0[kg/m^3]、重力加速度g=9.8[m/s^2]のとき、検出値Psの目標値は-1.98[kPa]である。
Ps=Pn-ρgh・・・(1)
と表される。例えば、ノズル面におけるインク圧Pnの目標値が-1.0[kPa]、h=0.1[m]、インク密度ρ=1.0[kg/m^3]、重力加速度g=9.8[m/s^2]のとき、検出値Psの目標値は-1.98[kPa]である。
インク圧センサ245の検出値Psが正圧側に変動したとき、例えば検出値Psが-1.80[kPa]のとき、制御回路171は、第3ポンプ252を正転させてサブタンク141内の空気を減圧し、検出値Psが目標値と一致するように制御する。
逆に、検出値Psが負圧側に変動したとき、例えば検出値Psが-2.2[kPa]のとき、制御回路171は、第3ポンプ252を逆転させてサブタンク141内の空気を加圧し、検出値Psが目標値と一致するように制御する。
インクの循環の動作と手順は第1実施形態と同様である。
第2実施形態に係るインクジェットプリンタ200では、インク供給とインク回収の際に生じるインク圧の変動を、上記インク圧力調整手段により緩和し、インクジェットヘッド110のノズル面におけるインク圧Pnを適切な弱負圧に維持することが可能である。
したがって、第2実施形態に係るインクジェットプリンタ200では、画像形成中であってもインク供給やインク回収、インク循環を行うことができる。
<第3実施形態>
つづいて、図7、図8を参照して、本発明の第3実施形態について説明する。図7は、第3実施形態に係るインクジェットプリンタ300の概略構成を示す図である。図8は、第3実施形態に係るインクジェットプリンタ300の構成を示すブロック図である。
つづいて、図7、図8を参照して、本発明の第3実施形態について説明する。図7は、第3実施形態に係るインクジェットプリンタ300の概略構成を示す図である。図8は、第3実施形態に係るインクジェットプリンタ300の構成を示すブロック図である。
第3実施形態に係るインクジェットプリンタ300においては、第2実施形態のサブタンク141と第3ポンプ252を接続する第4チューブ246の途中に、空気圧センサ354が設けられている点が第2実施形態と異なる。第3実施形態においては、インク圧センサ245は必須の構成要素ではないため不図示とした。
第3実施形態において、バッファタンク251を備える場合、バッファタンク251は空気圧センサ354と第3ポンプ252を接続する第4チューブ246の途中に配置することが好ましい。
その他の構成は第2実施形態と同様であって、同じ部材については同じ参照符号を使用する。
空気圧センサ354の検出結果は制御回路171へ出力される。空気圧センサ354の検出結果が所定の目標値と一致しないとき、制御回路171は、第3ポンプ252を正転または逆転させてサブタンク141内の空気圧を変動させ、空気圧センサ354の検出結果が所定の目標値と一致するように制御する。
第3実施形態におけるインク圧力調整手段の動作について、より具体的に説明する。
安定的に画像形成を行うためには、インクジェットヘッド110において、インクがノズル面でメニスカスを形成し、ノズルを満たした状態を保つようにする必要がある。ノズル面におけるインク圧Pnは弱負圧、具体的には-3[kPa]以上0[kPa]以下、であることが好ましい。
インクジェットヘッド110のノズル面と、サブタンク141内のインク142の液面との鉛直方向距離をHとする。空気圧センサ354の検出値Paとノズル面におけるインク圧Pnの関係は
Pa=Pn-ρgH・・・(2)
と表される。
Pa=Pn-ρgH・・・(2)
と表される。
(2)式において、Hの変化が少ない場合、言い換えると、Hが一定とみなせる場合、について具体的に説明する。ノズル面におけるインク圧Pnの目標値が-1.0[kPa]、H=0.2[m]、インク密度ρ=1.0[kg/m^3]、重力加速度g=9.8[m/s^2]のとき、検出値Paの目標値Ptは-2.96[kPa]である。
空気圧センサ354の検出値Paが正圧側に変動したとき、例えば検出値Paが-2.80[kPa]のとき、制御回路171は、第3ポンプ252を正転させてサブタンク141内の空気を減圧し、検出値Paが目標値Ptと一致するように制御する。
逆に、検出値Paが負圧側に変動したとき、例えば検出値Paが-3.2[kPa]のとき、制御回路171は、第3ポンプ252を逆転させてサブタンク141内の空気を加圧し、検出値Paが目標値Ptと一致するように制御する。
(2)式において、Hが変数の場合については第4実施形態にて説明する。
インクの循環の動作と手順は第1実施形態と同様である。
第3実施形態に係るインクジェットプリンタ300では、インク供給とインク回収の際に生じるインク圧の変動を、上記インク圧力調整手段により緩和し、インクジェットヘッド110のノズル面におけるインク圧Pnを適切な弱負圧に維持することが可能である。
したがって、第3実施形態に係るインクジェットプリンタ300では、画像形成中であってもインク供給やインク回収、インク循環を行うことができる。
<第4実施形態>
つづいて、本発明の第4実施形態について説明する。第4実施形態の構成は第3実施形態と同様であって、同じ部材については同じ参照符号を使用する。
つづいて、本発明の第4実施形態について説明する。第4実施形態の構成は第3実施形態と同様であって、同じ部材については同じ参照符号を使用する。
第4実施形態においては、インクジェットヘッド110のノズル面と、サブタンク141内のインク142の液面との鉛直方向距離を変数として扱うため、空気圧センサ354の目標値も変数になる点が第3実施形態と異なる。
制御回路171は、所定のタイミングで、サブタンク141内のインク142の液面位置を把握し、インクジェットヘッド110のノズル面と、インク142の液面との鉛直方向距離を算出する。算出した鉛直方向距離を(2)式に適用し、空気圧センサ354の目標値を求める。空気圧センサ354の検出結果が目標値と一致しないとき、制御回路171は、第3ポンプ252を正転または逆転させてサブタンク141内の空気圧を変動させ、空気圧センサ354の検出結果が所定の目標値と一致するように制御する。
第4実施形態におけるインク圧力調整手段の動作について、より具体的に説明する。
安定的に画像形成を行うためには、インクジェットヘッド110において、インクがノズル面でメニスカスを形成し、ノズルを満たした状態を保つようにする必要がある。ノズル面におけるインク圧Pnは弱負圧、具体的には-3[kPa]以上0[kPa]以下、であることが好ましい。
サブタンク141内のインク142の液面位置は、第1実施形態で説明したサブタンク141内のインク量推定値、または検出部143によって把握できる。ただし、検出部143の検出点が限られている場合、例えば5点検出の場合、はインク142の液面位置を正確に把握することができないので、前述のインク量推定値を用いることが好ましい。
インクジェットヘッド110のノズル面と、インク142の液面位置との鉛直方向距離がH[m]、ノズル面におけるインク圧Pnの目標値が-1.0[kPa]、インク密度ρ=1.0[kg/m^3]、重力加速度g=9.8[m/s^2]のとき、空気圧センサ354の目標値Ptは(2)式より
Pt=-1.0-9.8H・・・(3)
と表される。
Pt=-1.0-9.8H・・・(3)
と表される。
まず、制御回路171は、所定のタイミングで、サブタンク141内のインク142の液面位置を把握する。次に、インク142の液面位置をもとに鉛直方向距離Hを算出し、(3)式により空気圧センサ354の目標値Ptを定める。
空気圧センサ354の検出結果Paが目標値Ptと一致しないとき、制御回路171は、第3ポンプ252を正転または逆転させてサブタンク141内の空気圧を変動させ、空気圧センサ354の検出結果Paが目標値Ptと一致するように制御する。
インクの循環の動作と手順は第1実施形態と同様である。
第4実施形態に係るインクジェットプリンタでは、インク供給とインク回収の際に生じるインク圧の変動を、上記インク圧力調整手段により緩和し、インクジェットヘッド110のノズル面におけるインク圧Pnを適切な弱負圧に維持することが可能である。
さらに、第4実施形態に係るインクジェットプリンタは、サブタンク141内のインク量の変化による水頭値変動を補正することができるため、第3実施形態と比較してインクジェットヘッド110のノズル面におけるインク圧Pnをより適切な弱負圧に維持することが可能である。
したがって、第4実施形態に係るインクジェットプリンタでは、画像形成中であってもインク供給やインク回収、インク循環を行うことができる。
本発明について上記実施形態を参照しつつ説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、改良の目的または本発明の思想の範囲内において改良または変更が可能である。
以上のように、本発明に係るインクジェットプリンタは、長時間の放置によりインク濃度が変化しやすいインクを用いる場合に有用である。
100 インクジェットプリンタ
110 インクジェットヘッド
121 プラテン
122 搬送ローラ
123 搬送ローラ
124 記録媒体
131 メインタンク
132 インク
133 攪拌モータ
134 攪拌子
135 モータ駆動回路
136 第1ポンプ
137 第2ポンプ
138 第1チューブ
139 第2チューブ
141 サブタンク
142 インク
143 検出部
144 第3チューブ
171 制御回路
172 入力手段
173 ホストコンピュータ
174 RAM
175 ROM
176 キャップ昇降手段
177 キャップ吸引手段
178 記録媒体搬送手段
179 キャリッジ走査手段
180 タイマ
181 第1ポンプ駆動回路
182 第2ポンプ駆動回路
200 インクジェットプリンタ
245 インク圧センサ
246 第4チューブ
251 バッファタンク
252 第3ポンプ
253 廃インクタンク
283 第3ポンプ駆動回路
300 インクジェットプリンタ
354 空気圧センサ
110 インクジェットヘッド
121 プラテン
122 搬送ローラ
123 搬送ローラ
124 記録媒体
131 メインタンク
132 インク
133 攪拌モータ
134 攪拌子
135 モータ駆動回路
136 第1ポンプ
137 第2ポンプ
138 第1チューブ
139 第2チューブ
141 サブタンク
142 インク
143 検出部
144 第3チューブ
171 制御回路
172 入力手段
173 ホストコンピュータ
174 RAM
175 ROM
176 キャップ昇降手段
177 キャップ吸引手段
178 記録媒体搬送手段
179 キャリッジ走査手段
180 タイマ
181 第1ポンプ駆動回路
182 第2ポンプ駆動回路
200 インクジェットプリンタ
245 インク圧センサ
246 第4チューブ
251 バッファタンク
252 第3ポンプ
253 廃インクタンク
283 第3ポンプ駆動回路
300 インクジェットプリンタ
354 空気圧センサ
Claims (9)
- 記録媒体にインクを吐出するインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドに前記インクを供給するサブタンクと、前記サブタンクに供給する前記インクを保持するメインタンクと、前記メインタンクから前記サブタンクに前記インクを送るインク供給手段と、前記サブタンクから前記メインタンクに前記インクを送るインク回収手段を備え、前記インク供給手段と前記インク回収手段を駆動し、前記メインタンクと前記サブタンクと前記インク供給手段と前記インク回収手段とに存在するインクを循環させることにより、インクの濃度を一定に保持することを特徴とするインクジェットプリンタ。
- 前記メインタンクに保持されている前記インクを攪拌する機構を備えた請求項1に記載のインクジェットプリンタ。
- 前記サブタンク内の前記インクに作用するインク圧を所定の値に調整するためのインク圧力調整手段を備えた請求項1または請求項2に記載のインクジェットプリンタ。
- 前記インク圧を検出するインク圧センサを備え、前記インク圧センサの測定結果に基づいて前記インク圧力調整手段を駆動し、前記インク圧を所定の値に調整することを特徴とする請求項3に記載のインクジェットプリンタ。
- 前記サブタンク内の空気圧を検出する空気圧センサを有し、前記空気圧センサの測定結果に基づいて前記インク圧力調整手段を駆動し、前記インク圧を所定の値に調整することを特徴とする請求項3に記載のインクジェットプリンタ。
- 前記空気圧センサの測定結果と、前記サブタンク内のインク量の測定値または推定値と、に基づいて前記インク圧力調整手段を駆動し、前記インク圧を所定の値に調整することを特徴とする請求項5に記載のインクジェットプリンタ。
- 前記記録媒体の搬送方向に対して交差する方向に往復移動するキャリッジに前記サブタンクを搭載することを特徴とする請求項3から請求項6のいずれか1項に記載のインクジェットプリンタ。
- 画像形成せずに所定時間が経過したときに、前記インク供給手段と前記インク回収手段を駆動し、前記メインタンクと前記サブタンクと前記インク供給手段と前記インク回収手段とに存在する前記インクを循環させる循環ステップを所定のタイミングで行う制御手段を有することを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載のインクジェットプリンタ。
- 画像形成せずに所定時間が経過したときに、前記インクジェットヘッド内のインクを排出する排出ステップを所定のタイミングで行う制御手段を有することを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載のインクジェットプリンタ。
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